氢氧化钠的性质、用途及其工业制法
氢氧化钠的性质、用途及其工业制法
氢氧化钠,俗称烧碱或火碱,是一种具有强腐蚀性的碱性物质。它不仅易溶于水,形成碱性溶液,还具有潮解性,能够吸附空气中的二氧化碳和水蒸气。本文将详细介绍氢氧化钠的性质、用途及其工业制法。
氢氧化钠的性质
物理性质
氢氧化钠呈现为白色半透明结晶状固体,其水溶液具有涩味和滑腻感。
吸水性
氢氧化钠在空气中易潮解,因此常用作干燥剂。值得注意的是,液态氢氧化钠并不具备吸水性。
溶解性
氢氧化钠极易溶于水,溶解过程中会释放大量热量。此外,它还能溶于乙醇和甘油。
化学性质
氢氧化钠溶于水后会完全解离成钠离子与氢氧根离子,展现出碱的通性。它能与各类质子酸发生酸碱中和反应,同时属于复分解反应的一种。其溶液可与盐溶液发生复分解反应及配位反应。在空气中,氢氧化钠容易与二氧化碳反应生成碳酸钠,若持续通入过量二氧化碳,则会进一步生成碳酸氢钠(小苏打)。
氢氧化钠能与二氧化硅、二氧化硫等酸性氧化物发生反应。在许多有机反应中,氢氧化钠扮演着类似催化剂的角色,其中最具代表性的是皂化反应。此外,氢氧化钠还能催化环氧烷开环、卤仿反应等,可与卤代烃发生亲核取代反应,也可能促使卤代烃发生消除,在强热条件下还能使羧酸发生脱羧反应。氢氧化钠溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝,酚酞试液变红。
氢氧化钠的用途
化学反应剂
氢氧化钠在化学反应中常作为反应剂,用于合成各种化学物质。例如,它可以与酸发生中和反应生成盐和水,也可以与酸性氧化物反应生成盐和水。清洁剂
氢氧化钠可用作清洁剂,用于去除油脂、污垢和污渍等。在工业生产中,氢氧化钠常用于清洗设备、管道和表面。脱水剂
氢氧化钠可用作脱水剂,从混合物中分离水分。例如,在石油工业中用于从原油中脱除水分,在纺织工业中用于从棉纱中脱除水分。加工助剂
氢氧化钠可用作加工助剂,改善材料的加工性能。例如,在橡胶工业中促进橡胶的塑化和混炼,在造纸工业中改善纸张的平滑度和强度。电镀
氢氧化钠在电镀过程中用作电解质溶液,帮助电子转移并促进金属沉积。它能与金属离子形成络合物,调节电镀液的pH值,确保电镀过程顺利进行。纺织工业
氢氧化钠在纺织工业中有广泛应用。可用于煮炼棉纱、丝绸和亚麻等织物,制造人造丝、人造棉和合成纤维,以及印染和整理织物等。此外,还可用于制作尼龙、涤纶和聚酯等化学纤维。水处理
氢氧化钠用于污水处理和净化水体。可与酸性物质发生中和反应调节水体pH值,去除有害物质,用于制备消毒剂和杀菌剂等。在水处理过程中,可与其他化学品配合使用以实现更好的净化效果。
氢氧化钠的工业制法
- 过滤海水
- 加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤
Ca²⁺ +2OH⁻ =Ca(OH)₂(微溶)
Mg²⁺ +2OH⁻ =Mg(OH)₂↓ - 利用反渗透膜法生产技术去除盐水中的SO₄²⁻
- 加入过量碳酸钠,去除钙离子、过量钡离子,过滤
Ca²⁺ +CO₃²⁻ =CaCO₃↓
Ba²⁺ +CO₃²⁻ =BaCO₃↓ - 加入适量盐酸,去除过量碳酸根离子
2H⁺ +CO₃²⁻ =CO₂↑+H₂O - 加热驱除二氧化碳
- 送入离子交换塔,进一步去除钙、镁离子
- 电解
2NaCl+2H₂O=(通电)H₂↑+Cl₂↑+2NaOH